电动助力转向系统助力特性的仿真分析

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1、万方数据设计·研究电动助力转向系统助力特性的仿真分析贾和平钟绍华武汉理工大学汽车工程学院武汉430070摘要：首先利用ADAMS软件建立了分析电动助力转向系统的整车动力学仿真模型，然后系统分析了助力特性曲线的特征形式对转向轻便性和路感的影响。这种研究方法能缩短产品的开发周期、节约试验经费。关键词：电动助力转向ADAMS助力特性仿真中图分类号：U463．44+4；TP391．9文献标识码：A文章编号：1004一0226(2006)10—0036一05SimulationAnalvsisforAssistCharacteristicofElectricPowe

2、r-AssistedSteeringJIAHe．pingetalAbstr扯tAtfirst，thevehicledynamicsimulationmodelforanalysisoftheelect“csteeringsystemofacariscreatedbyADAMSsoftware．Andthen，assistcharacteristics’sinfluenceonthestee“ngportabilityandroadfeelisinvestigatedsystematicallyinthepaper．Theresearchmethodscan

3、shortenthetimeofdevelopingproductionandsavethefundsofexperimentation．Keywordselectricpower—assistedsteering；ADAMS；assistcharacteristic；simulation11葑言目前，电动助力转向(EPS)正逐步取代传统的液压动力转向系统，成为汽车动力转向技术的研究热点。在电动助力转向系统开发阶段，通过仿真模拟对电动助力转向系统作出最初判断，并评价助力特性曲线对轻便性和路感的影响，对整车进行动力学分析是不可缺少的设计过程，而在该过程中准确

4、、有效的仿真软件是至关重要的。ADAMS(AutomaticDynamicAnalysisofMe—chanicalSystem)软件是美国MDI公司开发的机械系统动力学仿真分析软件，在Audi、BMW等公司的研发中得到广泛的应用，为汽车制造业、工程机械、航天航空业、国防工业以及通用机械制造业领域提供了精确、实用和便利的仿真环境。2模型建立与验证2．1模型假设与简化建立模型时作了以下假设：a．该车前轴采用麦弗逊悬架与齿轮一齿条式转向器，前左、前右簧上质量系统的结构相同，转向横拉杆与转向齿条直接相连，可以认为左右悬架以汽车的纵向中轴线对称。b．建模时，除了轮

5、胎、阻尼元件、弹性元件、橡胶元件以外，其余零部件视为刚体，在仿真分析过程中不考虑它们的变形。c．各运动副内的摩擦力忽略不计。d．各运动副均为刚性，内部间隙不计。2．2整车模型建立为研究助力特性对转向轻便性与路感的影响，本文应用其整车设计软件包ADAMS／CAR，在模板中分别建立前、后悬架、转向系统、轮胎及传动系等模型；并将各模板模型添加力元素及模板之间的信号交换器，分别建立前后悬架、转向系统、前后轮、传动系等子系统模型，输入各个零部件的质量惯量参数和各总成的结构参数；组合各子系统，建立整车模型。该模型如图1所示。2．3模型验证为验证所建模型的正确性，对该车

6、型进行了典型操纵稳定性道路试验。图2是55km／h蛇行工收稿日期：2006一08—20作者简介：贾和平，男，1981年生，硕士研究生，研究方向：基于样机的仿真控制分析。362006·10专用汽车ZHUANYONGQICHE万方数据设计·研究图1动力学仿翼模型况下仿真与试验结果的对比曲线，实线为试验曲线，虚线为仿真曲线。从图中可以看出，计算结果的变化趋势与试验结果大致吻合，峰值出现的时间基本一致，峰值大小基本相同。仿真与试验对比结果表明本文所建模型是正确的，因此可以将此仿真模型作为基本模型进行助力特性仿真研究。吕Z-●5晕}器删星啦图2蛇行工况仿真与试验结果

7、对比(50km／h)3助力特性的曲线特征电动助力转向系统的助力特性曲线主要有如图3三种形式，且图中助力特性曲线可以分成三个区，O≤T。

8、f／忑。l

9、妙■。—N_＼“⋯、／；剐诈vmfmn。mr，7ky_7：mⅢrf(a)直线型助力特性(b)折线型助力特性-『”“j』]l庶。。弋心以‰L。7j(c)曲线型助力特性图3助力特性形式3．1直线型助力特性图3(a)的特点是在助力变化区，助力与转向盘力矩成线性关系。该助力特性曲线可用以下函数表示。f00≤Td<凡oJ一．{K(

10、口)(Td—L。)Td。≤Td